基于工程思維談TIG焊接工程實踐

劉毅龍

（中國中影集團公司，北京 100071）

0 引言

面對高速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)向培訓(xùn)機構(gòu)實踐教學(xué)提出的新要求，如何相應(yīng)地開 設(shè)工程實踐訓(xùn)練成為關(guān)注的課題。為了加強學(xué)員工程素質(zhì)的培養(yǎng)，增加學(xué)習(xí) 的趣味性和挑戰(zhàn)性，在總結(jié)以往實踐教學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，不斷進行著實踐教學(xué)的改革和探索。從2015年始，嘗試了以任務(wù)驅(qū)動、項目導(dǎo)向開展教學(xué)的工程實踐訓(xùn)練模式。在焊接實踐教學(xué)中，基于簡單焊接結(jié)構(gòu)制造，讓學(xué)員了解一般結(jié)構(gòu)的焊接工藝過程。各組學(xué)員通過工藝制定、裝配、定位和焊接等環(huán)節(jié)，完成指定產(chǎn)品的制造，使得焊接成品質(zhì)量達到一定的技術(shù)要求。該結(jié)構(gòu)在學(xué)生實踐過程中體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)、工藝、技術(shù)、質(zhì)量、團隊、管理等要素，使學(xué)生既動腦又動手。學(xué)生通過這種綜合技術(shù)訓(xùn)練能夠明顯地感受到焊接的工程概念，學(xué)習(xí)焊接技術(shù)的興趣被激發(fā)出來，從而加強學(xué)生動手實踐能力和工程素質(zhì)的培養(yǎng)。

1 TIG焊訓(xùn)練的內(nèi)容與實踐

1.1 訓(xùn)練內(nèi)容與目的

TIG（TungstenInertGas，非熔化極氣體保護電弧焊）訓(xùn)練分為4個階段：第一階段進行TIG焊訓(xùn)練概述講解，主要目的是使學(xué)生了解TIG焊的基本概念、特點、應(yīng)用、實操技術(shù)和安全防護；第二階段是學(xué)生進行基礎(chǔ)訓(xùn)練，主要是TIG焊工藝技能訓(xùn)練，目的是為箱體結(jié)構(gòu)（圖1）焊接培養(yǎng)焊接基本技能；第三階段是通過2個關(guān)鍵詞“結(jié)構(gòu)”和“質(zhì)量”引出任務(wù)，介紹完成箱體結(jié)構(gòu)（圖1）焊接的過程，學(xué)生討論工藝方案、實施并完成任務(wù)，這個階段的教學(xué)內(nèi)容是教學(xué)改革的重點，主要目的是讓學(xué)生在做中學(xué)的過程中體會 焊接結(jié)構(gòu)、工藝、團隊和統(tǒng)籌管理的重要性；第四階段是指導(dǎo)人員對箱體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量進行檢測，評定成績并總結(jié)強調(diào)訓(xùn)練內(nèi)涵，這個模塊的主要目的是使學(xué)生對焊接質(zhì)量有深刻的認(rèn)識，并在項目總結(jié)中提煉工程概念。

在時間安排上，前2個階段占整個訓(xùn)練時間的15%，第三個階段占75%，第四階段占10%，充分體現(xiàn)了以學(xué)生為主體、指導(dǎo)人員為主導(dǎo)的原則。

1.2 TIG焊訓(xùn)練的具體內(nèi)容

（1）TIG 焊訓(xùn)練概述講解訓(xùn)練內(nèi)容。了解并掌握TIG焊基本工藝知識以及焊接設(shè)備的使用，了解實習(xí)中的安全防護事項。

鋁材因自身的理化特性造成焊接難度加大，尤其是在選擇焊接模式時需采用交流模式進行有效輸出，此外對操作手法也有很高的要求。

圖1 箱體結(jié)構(gòu)

（2）TIG 焊基礎(chǔ)技能訓(xùn)練訓(xùn)練內(nèi)容。TIG焊定位；直流TIG焊；交流TIG焊。TIG焊是解決鋁合金的主要方法，在實踐中實驗室選用3mm純鋁作為焊接母材，所以學(xué)生側(cè)重對交流TIG焊的訓(xùn)練。過程中焊前的清理環(huán)節(jié)尤為重要。

圖2 學(xué)生需完成的箱體結(jié)構(gòu)實物

（3）教學(xué)討論及箱體結(jié)構(gòu)焊接訓(xùn)練內(nèi)容和程序。①了解焊接結(jié)構(gòu)和焊接質(zhì)量的基本知識，指導(dǎo)人員交代任務(wù)；②學(xué)生分組，指定組長，由組長選取隊員（3～4）人；③組長領(lǐng)取加工材料，每組成員內(nèi)部交流，集中討論焊接箱體焊接工藝過程，尤其是裝配、定位，焊縫布置，焊接方式等；④各組之間相互交流；⑤推選其中一組組長介紹討論過的焊接方案（指導(dǎo)人員組織）；⑥指導(dǎo)人員給出推薦方案，主要講解一般結(jié)構(gòu)的焊接工藝過程，并指出各組 討論制定方案的欠缺，如焊接變形，焊接缺陷等問題；⑦各組確定焊接箱體結(jié)構(gòu)的最終方案，對方案進行細(xì)化，組長分工安排各個隊員在訓(xùn)練中的主要工作，要求每位隊員至少應(yīng)獨立完成一條箱體結(jié)構(gòu)焊縫的焊接；⑧指導(dǎo)人員了解幾個組的最終方案，提出完成時間節(jié)點；⑨焊接施工，組內(nèi)自檢焊接質(zhì)量；⑩指導(dǎo)人員檢測并給出成績。

（4）箱體結(jié)構(gòu)材料配置及技術(shù)要求見表1。

表1 箱體結(jié)構(gòu)材料配置及技術(shù)要求

（5）箱體結(jié)構(gòu)的焊后評分標(biāo)準(zhǔn)。①積極參與基本環(huán)節(jié)訓(xùn)練3.0分。②結(jié)構(gòu)基本成型，工藝合理0.5分。③箱體結(jié)構(gòu)無重大焊接缺陷0.5分。④基本能達到箱體使用功能0.5分。⑤箱體實現(xiàn)使用功能基礎(chǔ)上且焊縫成形美觀0.5分。

2 改革 TIG焊訓(xùn)練環(huán)節(jié)的意義

（1）創(chuàng)新教學(xué)模式。在以往的焊接培訓(xùn)中，學(xué)生基本上按照教師指定的內(nèi)容進行操作和練習(xí)，而忽視了學(xué)生在實踐訓(xùn)練中的主體地位。為充分挖掘?qū)W生的潛能、調(diào)動學(xué)生的積極性，在 TIG焊訓(xùn)練過程中，以任務(wù)驅(qū)動、項目導(dǎo)向開展教學(xué)，以完成一個任務(wù)為主線，把教學(xué)內(nèi)容巧妙地包含在任務(wù)之中，學(xué)生在完成任務(wù)中提出問題，經(jīng)過思考和指導(dǎo)人員的點撥，自己解決問題。學(xué)生在真實情景的任務(wù)驅(qū)動下，在探索和完成任務(wù)的過程中、在自主實習(xí)和團隊協(xié)作下、在討論和對話的氛圍中，進行自主合作實習(xí)。這種教學(xué)模式不僅增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和實用性，提高了學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新意識，同時也給了學(xué)生自我展示的空間，學(xué)生在完成任務(wù)后能體會到成功的喜悅和自我價值的實現(xiàn)。

（2）激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，學(xué)生需要完成一個具體任務(wù)，學(xué)生在思想上就有緊迫感，在行動上會更加積極，主動參與任務(wù)的完成。遇到問題，他們會積極思考，主動與其他同學(xué)討論，主動向指導(dǎo)人員尋求幫助。這樣，學(xué)生經(jīng)過不斷探索完成任務(wù)后，能體會到成功的來之不易，更能體驗成功的喜悅，引發(fā)不斷學(xué)習(xí)探索的興趣。

（3）增加課程挑戰(zhàn)度。箱體結(jié)構(gòu)焊接比起以往的板材平焊對接的訓(xùn)練及考核增加了實踐的挑戰(zhàn)性，學(xué)生要不斷的發(fā)現(xiàn)問題解決問題，只有獲取更多的信息才能高質(zhì)量地完成任務(wù)。作為教學(xué)觀念和教學(xué)模式上的探索與創(chuàng)新，箱體結(jié)構(gòu)的焊接通過有趣的挑戰(zhàn)性任務(wù)吸引學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的參與熱情，通過團隊協(xié)作，在完成挑戰(zhàn)性任務(wù)中獲得成就感，提高學(xué)生的勇氣和自信，培養(yǎng)溝通、合作和創(chuàng)新等能力。

（4）提高綜合素質(zhì)。工程素質(zhì)和能力培養(yǎng)在焊接實習(xí)教學(xué)中的滲入有助于提高學(xué)生綜合素質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。箱體結(jié)構(gòu)的焊接通過對技術(shù)工藝技能進行訓(xùn)練，使學(xué)生在動手能力、意志品質(zhì)、工程素質(zhì)、學(xué)習(xí)興趣等方面都有所升華，項目實施以來 受到學(xué)生的肯定和歡迎。

3 TIG焊訓(xùn)練的效果

TIG焊訓(xùn)練是機械制造實習(xí)焊接實踐教學(xué)中的重點環(huán)節(jié)之一。如何進一步提高學(xué)生訓(xùn)練的效果，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識，激發(fā)學(xué)生的實踐興趣及增加訓(xùn)練的挑戰(zhàn)性，已經(jīng)成為實踐教學(xué)改革的主要方向。2015年始在TIG焊訓(xùn)練實習(xí)中向?qū)W生開設(shè)箱體結(jié)構(gòu)焊接訓(xùn)練環(huán)節(jié)，并對部分學(xué)生進行了抽樣調(diào)查，得出6個結(jié)果。

（1）認(rèn)為箱體結(jié)構(gòu)焊接很有收獲的占93.2%。

（2）認(rèn)為箱體結(jié)構(gòu)焊接有利于工程意識和能力培養(yǎng)的占93.9%。

（3）認(rèn)為箱體結(jié)構(gòu)焊接拓寬了知識面，并學(xué)習(xí)和認(rèn)知了焊接結(jié)構(gòu)和質(zhì)量概念的占89.4%。

（4）認(rèn)為箱體結(jié)構(gòu)焊接注重內(nèi)容更新及與實際工程技術(shù)相結(jié)合的占 91.5%。

（5）認(rèn)為箱體結(jié)構(gòu)焊接提高了學(xué)生獲取知識和運用知識的興趣的占93.6%。

（6）認(rèn)為箱體結(jié)構(gòu)焊接具有較高實踐挑戰(zhàn)性的占95.5%。

調(diào)查結(jié)果表明，箱體結(jié)構(gòu)焊接使學(xué)生能夠清晰認(rèn)知并感受到焊接結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢和焊接質(zhì)量的重要性，激發(fā)他們訓(xùn)練的興趣，有利于學(xué)生動手實踐能力、工程意識和能力的培養(yǎng)，取得了良好的教學(xué)效果。

4 結(jié)語

TIG焊訓(xùn)練體現(xiàn)出工程訓(xùn)練的知識性和挑戰(zhàn)度，將教學(xué)與討論、實習(xí)、學(xué)習(xí)與技術(shù)訓(xùn)練過程相融在一起，使學(xué)生的工程素質(zhì)得到提升和強化。這種訓(xùn)練模式受到學(xué)生普遍歡迎和好評，有利于從單一知識的傳授向創(chuàng)新性教學(xué)的轉(zhuǎn)變。